1. Ineficiencia de combustión:
* Combustión incompleta: No todo el combustible se quema por completo, lo que resulta en hidrocarburos no quemados y el monóxido de carbono que se libera. Esta es una pérdida de energía significativa.
* Pérdida de calor: La combustión produce mucho calor, y no todo se usa para generar electricidad. Se pierde una porción significativa a través del escape, los sistemas de enfriamiento y la radiación.
2. Límites termodinámicos:
* Ciclo de Carnot: La eficiencia de cualquier motor de calor está fundamentalmente limitada por el ciclo de Carnot. Este ciclo teórico dicta que incluso con una combustión perfecta, la eficiencia máxima está determinada por la diferencia de temperatura entre los depósitos calientes y fríos. Las turbinas de gas operan a altas temperaturas, pero la eficiencia aún es limitada.
* Conversión de energía: La conversión de energía térmica en energía mecánica (a través de turbinas) y luego en energía eléctrica (a través de generadores) también da como resultado algunas pérdidas de energía.
3. Fricción y resistencia:
* Fricción mecánica: La fricción en partes móviles como turbinas, generadores y bombas conduce a la disipación de energía como calor.
* Resistencia eléctrica: La resistencia eléctrica en cables y equipos también causa pérdidas de energía en forma de calor.
4. Otras pérdidas:
* Sistemas de enfriamiento: Las centrales eléctricas de gas requieren un enfriamiento significativo para mantener temperaturas óptimas, y este proceso utiliza una porción de la energía generada.
* Sistemas auxiliares: Equipo como bombas, compresores y sistemas de aire acondicionado también consumen energía.
5. Pérdidas de transmisión y distribución:
* Resistencia eléctrica: La energía se pierde como calor durante la transmisión de electricidad desde la central eléctrica al consumidor.
* Pérdidas del transformador: Los transformadores también experimentan algunas pérdidas de energía durante la conversión de los niveles de voltaje.
En general, la eficiencia de una central eléctrica de gas moderna puede variar del 30% al 60% dependiendo de factores como la tecnología, la carga y las condiciones de funcionamiento. El 40% al 70% restante de la entrada de energía se pierde a través de estos diversos procesos, lo que contribuye a su impacto ambiental e ineficiencia de energía.
Mejora de la eficiencia:
* Plantas de ciclo combinado: Estas plantas usan el calor residual de la turbina de gas para generar vapor, conduciendo una turbina de vapor separada. Esto mejora significativamente la eficiencia, alcanzando hasta el 60%.
* Turbinas de gas de alta eficiencia: Las nuevas tecnologías como los sistemas de combustión avanzados, las temperaturas de entrada de turbinas más altas y los diseños de cuchillas mejorados ayudan a reducir las pérdidas de combustión y aumentar la eficiencia.
* Recuperación de energía: La implementación de los sistemas de recuperación de calor residual puede capturar el calor de los gases de escape y usarlo para calefacción u otros procesos industriales.
Al minimizar estas pérdidas de energía, podemos hacer que las centrales eléctricas de gas sean más eficientes y reducir su huella ambiental.
